DE102016107397B4

DE102016107397B4 - Bahnanzeigevorrichtung zur darstellung der bahn einer werkzeugachse

Info

Publication number: DE102016107397B4
Application number: DE102016107397.0A
Authority: DE
Inventors: Hajime Ogawa; Junichi Tezuka
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: US20160320764A1; US9964939B2; CN106094725B; DE102016107397A1; JP6145130B2; CN106094725A; JP2016207156A

Abstract

Bahnanzeigevorrichtung (31) zur Darstellung einer Bahn einer Werkzeugachse (45), umfassend:einen Positionsinformationserlangungsteil (25), der eine Positionsinformation einer Antriebsachse einer Werkzeugmaschine (1) über eine Zeitreihe erlangt;einen Werkzeugkoordinatenberechnungsteil (26), der auf Basis der Positionsinformation und einer Information hinsichtlich des Aufbaus der Werkzeugmaschine einen Koordinatenwert eines Werkzeugspitzenpunkts (43) berechnet;einen Werkzeugvektorberechnungsteil (27), der einen Werkzeugvektor (46), welcher einen Werkzeugspitzenpunkt und einen Punkt, der entlang der Werkzeugachse um eine vorherbestimmte Länge (d) von dem Werkzeugspitzenpunkt entfernt ist, festlegt;einen Schnittpunktberechnungsteil (28), der die Koordinatenwerte von Schnittpunkten (61) des Werkzeugvektors mit einer vorherbestimmten flachen Ebene (51 bis 57) berechnet, wobei die vorherbestimmte flache Ebene (51 bis 57) ein Werkstück (W1) schneidet, das mit der Werkzeugmaschine (1) bearbeitet werden soll; undeinen Anzeigeteil (22), der eine Bahn (72 bis 78) der Werkzeugachse in der flachen Ebene, die durch Verbinden der Schnittpunkte durch eine Linie erhalten wurde, darstellt, wobei die Bahn (72 bis 78) einer Querschnittform des von der Werkzeugmaschine (1) zu bearbeitenden Werkstücks (W1) entspricht.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bahnanzeigevorrichtung zur Darstellung einer Bahn einer Werkzeugachse.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Werkzeugmaschinen nehmen eine Bearbeitung vor, indem sie die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf ein zu bearbeitendes Objekt entlang mehrerer Antriebsachsen verändern. Bei Werkzeugmaschinen mit Antriebsachsen, die eine Drehachse enthalten, wird die Bearbeitung vorgenommen, während die Haltung des Werkzeugs in Bezug auf das zu bearbeitende Objekt verändert wird. Bei derartigen Werkzeugmaschinen ist das Berechnen und Darstellen der Werkzeugspitzenpunktbahnen auf Basis der Positionsinformation einer jeden der Antriebsachsen und des Aufbaus der Werkzeugmaschine bekannt.
Die JP 4 689 745 B2 offenbart eine Werkzeugmaschine, die von einem Koordinatensystem, das an einem Werkstück fixiert ist, her gesehene dreidimensionale Koordinatenwerte für die Werkzeugspitze berechnet und unter Verwendung der dreidimensionalen Koordinatenwerte die dreidimensionale Bahn einer Werkzeugspitze darstellt. Bei dieser Werkzeugmaschine ist der Anfangspunkt eines Werkzeugvektors ein Punkt auf der Werkzeugmittelachse, der um einen vorgegebenen Abstand von der Spitze des Werkzeugs in Richtung seiner Basis entfernt ist. Die Werkzeugmaschine berechnet den von dem Koordinatensystem, das an einem Werkstück fixiert ist, her gesehenen dreidimensionalen Koordinatenwert des Anfangspunkts des Werkzeugvektors unter Verwendung der Information der tatsächlichen Position und der Information hinsichtlich des mechanischen Aufbaus der Werkzeugmaschine. Ferner wird die Linie, die den Werkzeugvektoranfangspunkt und die Spitze des Werkzeugs verbindet, als Werkzeugvektor dargestellt.
Das Werkzeug, das bei der Bearbeitung eines Werkstücks durch eine Werkzeugmaschine verwendet wird, kann neben einem Werkzeug, dessen Spitze die Bearbeitung vornimmt, ein Werkzeug wie etwa ein Schaftfräser sein, bei dem die Seitenfläche ein Werkstück bearbeitet. Die Oberfläche des Produkts kann die Oberfläche sein, die durch die Seitenfläche des Werkzeugs bearbeitet wurde. Entsprechend wird bevorzugt, dass Fehler in Bezug auf den Designwert der bearbeiteten Oberfläche, die durch die Seitenfläche des Werkzeugs bearbeitet wurde, gering sind. Zum Beispiel wird bevorzugt, dass der Fehler der tatsächlichen Position des Werkzeugs oder seiner Neigung in Bezug auf den Bewegungsbefehl des Werkzeugs gering ist.
Der Fehler, wenn die bearbeitete Oberfläche durch die Seitenfläche des Werkzeugs bearbeitet wird, entspricht dem Fehler in der Position oder der Haltung der Achse des Werkzeugs. Entsprechend kann der Fehler der bearbeiteten Oberfläche durch Schätzen des Fehlers der Achse des Werkzeugs geschätzt werden. Zum Beispiel wird der Fehler der bearbeiteten Oberfläche abnehmen, wenn sich die Achse des Werkzeugs in Übereinstimmung mit einem durch die Steuervorrichtung befohlenen Befehlswert bewegt.
Bei der obigen JP 4 689 745 B2 kann der Werkzeugvektor dargestellt werden. Doch die Bahn der Achse des Werkzeugs beim Schneiden eines Werkstücks in einer vorherbestimmten flachen Ebene kann nicht dargestellt werden. Da es schwierig ist, zu bestätigen, ob die Bahn der Achse des Werkzeugs die gewünschte Bahn für den Abschnitt, der durch die Seitenfläche eines Werkzeugs bearbeitet wird, ist oder nicht, besteht Raum für Verbesserungen.
Aus DE 10 2013 106 076 A1 ist eine Werkzeugweg-Anzeigeeinheit bekannt, welche mindestens zwei Pfade aus einem Programmpfad, einem Sollpfad und einem tatsächlichen Pfad so anzeigt, dass man die Pfade miteinander vergleichen kann. Dabei werden Werkzeugvektoren dargestellt, die die zu den Pfaden gehörenden Werkzeuglagen repräsentieren.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Bahnanzeigevorrichtung zur Darstellung einer Bahn einer Werkzeugachse gemäß Anspruch 1 umfasst einen Positionsinformationserlangungsteil, der eine Positionsinformation einer Antriebsachse einer Werkzeugmaschine über eine Zeitreihe erlangt, und einen Werkzeugkoordinatenberechnungsteil, der auf Basis der Positionsinformation und einer Information hinsichtlich des Aufbaus der Werkzeugmaschine einen Koordinatenwert eines Werkzeugspitzenpunkts berechnet. Die Bahnanzeigevorrichtung umfasst einen Werkzeugvektorberechnungsteil, der einen Werkzeugvektor, welcher einen Werkzeugspitzenpunkt und einen Punkt, der entlang der Werkzeugachse um eine vorherbestimmte Länge von dem Werkzeugspitzenpunkt entfernt ist, festlegt. Die Bahnanzeigevorrichtung umfasst einen Schnittpunktberechnungsteil, der den Koordinatenwert von Schnittpunkten des Werkzeugvektors mit einer vorherbestimmten flachen Ebene berechnet, und einen Anzeigeteil, der eine Bahn der Werkzeugachse in der flachen Ebene, die durch Verbinden der Schnittpunkte durch eine Linie erhalten wurde, darstellt.
Bei der obigen Erfindung kann der Schnittpunktberechnungsteil die Koordinatenwerte der Schnittpunkte von mehreren vorherbestimmten flachen Ebenen und des Werkzeugvektors berechnen, und kann der Anzeigeteil mehrere Werkzeugachsenbahnen darstellen.
Bei der obigen Erfindung kann der Anzeigeteil die Werkzeugachsenbahn aus einer vorherbestimmten Richtung gesehen darstellen.
Bei der obigen Erfindung kann der Anzeigeteil überlappende Bilder der mehreren Werkzeugachsenbahnen aus einer vorherbestimmten Richtung gesehen darstellen.
Bei der obigen Erfindung kann die Positionsinformation zumindest eines aus einem Positionsbefehlswert der Antriebsachse, der durch eine numerische Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine erzeugt wird, und einem Detektionswert, der durch einen Positionsdetektor detektiert wird, welcher eine tatsächliche Position der Antriebsachse detektiert, enthalten.
Bei der obigen Erfindung kann der Anzeigeteil ein Bild darstellen, in dem die Werkzeugachsenbahn, die auf Basis des Positionsbefehlswerts erzeugt wurde, über die Werkzeugachsenbahn, die auf Basis des Detektionswerts des Positionsdetektors erzeugt wurde, gelegt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine nach der Erfindung.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Werkzeugs und eines Werkstücks, die bei dem Bearbeitungsverfahren nach einer Ausführungsform verwendet werden.
3 ist ein Blockdiagramm einer Werkzeugmaschine nach einer Ausführungsform.
4 ist ein Ablaufdiagramm zur Erklärung der Steuerung der Bahnanzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform.
5 ist ein erklärendes schematisches Diagramm des Schnittpunkts eines Werkzeugvektors und einer flachen Ebene.
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Schnittpunkte zwischen der flachen Ebene und der flachen Werkzeugachsenbahn erklärt.
7 ist ein erstes Bild der Werkzeugachsenbahnen, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird.
8 ist ein zweites Bild der Werkzeugachsenbahnen, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird.
9 ist ein drittes Bild der Werkzeugachsenbahnen, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Werkstücks und eines Werkzeugs, die bei einem anderen Bearbeitungsverfahren nach einer Ausführungsform verwendet werden.
11 ist ein viertes Bild der Werkzeugachsenbahnen, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird.
12 ist ein fünftes Bild der Werkzeugachsenbahnen, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird.
13 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Werkzeugs und einer flachen Ebene einer Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Bahnanzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 bis 13 beschrieben werden. Die Bahnanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform stellt eine Werkzeugachsenbahn in jeder beliebigen flachen Ebene, die durch einen Arbeiter bestimmt wird, dar. Ferner stellt die Bahnanzeigevorrichtung eine Werkzeugachsenbahn für den Abschnitt eines Werkzeugs, dessen Seitenfläche ein Werkstück bearbeitet, dar.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine, für die eine Bahnanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Werkzeugmaschine 1 mit fünf Antriebsachsen als Beispiel herangezogen und erklärt werden. Die Werkzeugmaschine 1 ist mit einem Tisch 2, woran ein Werkstück W1 befestigt ist, und einer Basis 7 versehen. Die Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Stützsäule 3, die an der Basis 7 befestigt ist. Die Werkzeugmaschine 1 umfasst ein Stützelement 6, das sich in Bezug auf die Stütze 3 in die Richtung, die durch den Pfeil 93 gezeigt ist, bewegt, und einen Kopf 4, der durch das Stützelement 6 gehalten wird. Durch den Kopf 4 wird ein Werkzeug T gehalten.
Die Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Antriebsvorrichtung zur Veränderung der relativen Position und der Haltung des Werkzeugs T in Bezug auf das Werkstück W1. Die Antriebsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform bewegt die Basis 7 in die durch den Pfeil 91 angegebene Richtung der X-Achse. Die Antriebsvorrichtung bewegt den Tisch 2 in die durch 92 angegebene Richtung der Y-Achse. Die Antriebsvorrichtung bewegt das Stützelement 6 in die durch 93 angegebene Richtung der Z-Achse. Ferner dreht die Antriebsvorrichtung das Werkzeug T in Bezug auf den Kopf 4 wie durch den Pfeil 94 angegeben um die A-Achse. Die Antriebsvorrichtung dreht das Werkzeug T in Bezug auf die Stütze 6 wie durch den Pfeil 95 angegeben um die B-Achse. Die Werkzeugmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform ist so gebildet, dass die Achsenlinie der A-Achse und die Achsenlinie der B-Achse als Drehachsen einander kreuzen.
Auf diese Weise steuert die Antriebsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die relative Position und die Haltung des Werkzeugs T in Bezug auf das Werkstück W1 durch Antriebsachsen, die aus drei linearen Achsen (der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse) und zwei Drehachsen (der A-Achse und der B-Achse) bestehen. Ferner wird das Werkstück W1 bearbeitet, während die relative Position und die Haltung durch die Steuervorrichtung verändert werden. Die Antriebsvorrichtung ist nicht auf das hier Beschriebene beschränkt, und es kann jede beliebige Vorrichtung, die die relative Position und Haltung eines Werkzeugs in Bezug auf ein Werkstück verändern kann, eingesetzt werden.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Werkzeugs und des Werkstücks bei der Bearbeitung eines Werkstücks unter Verwendung der Werkzeugmaschine nach der vorliegenden Ausführungsform. Das Werkzeug T der vorliegenden Ausführungsform ist ein flacher Schaftfräser. Das Werkstück W1 wird unter Verwendung einer Seitenfläche 44 des Werkzeugs T geschnitten. Das Werkstück W1 weist einen zylinderförmigen Teil 41 und einen konischen Teil 42 auf. Wenn die Oberfläche 42a des konischen Teils bearbeitet wird, wird das Werkzeug T so angeordnet, dass die Werkzeugachse 45, bei der es sich um eine Achsenlinie des Werkzeugs T handelt, parallel zu der gewünschten Form der Oberfläche 42a verläuft. Die Werkzeugachse 45 entspricht der Drehachse, um die sich das Werkzeug T dreht. Ferner wird die Oberfläche 42a wie durch den Pfeil 94 angegeben bearbeitet, während die Haltung des Werkzeugs T verändert wird. Das Werkzeug T weist einen vorherbestimmten Werkzeugspitzenpunkt 43 auf. Der Werkzeugspitzenpunkt 43 ist zum Beispiel durch den Punkt der Spitze des Werkzeugs T auf der Werkzeugachse 45 definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt der Koordinatenwert des Werkzeugspitzenpunkts 43 die Position des Werkzeugs T dar.
FGUR 3 ist ein Blockdiagramm der Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform. Die Werkzeugmaschine 1 umfasst eine numerische Steuervorrichtung 16 zur Steuerung der Antriebsvorrichtung 10 und eine Bahnanzeigevorrichtung 31 zur Darstellung der Bahn der Werkzeugachse 45 in einer vorherbestimmten flachen Ebene. Die Bahnanzeigevorrichtung 31 ist an die numerische Steuervorrichtung 16 angeschlossen.
Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst fünf Motoren M1 bis M5, die jeweilige Antriebsachsen antreiben. Die Motoren M1 bis M5 sind mit Positionsdetektoren 11 bis 15 versehen, die mit jedem vorherbestimmten Steuerzeitraum die tatsächliche Position einer jeden der Antriebsachsen detektieren. Die Positionsdetektoren 11 bis 15 der vorliegenden Ausführungsform bestehen aus Codieren, die an den Motoren M1 bis M5 angebracht sind und den Drehwinkel detektieren.
Das Betriebsprogramm 18, auf Basis dessen die Werkzeugmaschine 1 betrieben wird, wird vorab durch einen Arbeiter erstellt. Die numerische Steuervorrichtung 16 weist einen Befehlserzeugungsteil 17 auf, der für jeden vorherbestimmten Steuerzeitraum einen Positionsbefehl in Bezug auf jede Antriebsachse erzeugt. Der Befehlserzeugungsteil 17 erzeugt auf Basis des Betriebsprogramms 18, das in die numerische Steuervorrichtung 16 eingegeben wird, einen Positionsbefehl für jede Antriebsachse. Der Befehlserzeugungsteil 17 berechnet auf Basis des Positionsbefehls den Geschwindigkeitsbefehl für jede Antriebsachse und berechnet auf Basis des Geschwindigkeitsbefehls einen Strombefehl. Die Motoren M1 bis M5 werden durch den Strom, der auf Basis des Strombefehls geliefert wird, angetrieben.
Die Bahnanzeigevorrichtung 31 ist mit einem Arithmetikteil 21 und einem Anzeigeteil 21 ausgestattet. Der Arithmetikteil 21 berechnet die Bahnen der Werkzeugachse. Die Bahn der Werkzeugachse der vorliegenden Ausführungsform ist die Bahn, die die Werkzeugachse 45 durchlaufen hat. Als Bahn der Werkzeugachse kann die Bahn eines Abschnitts der Werkzeugachse 45, der der Klinge, die das Werkstück tatsächlich bearbeitet, entspricht, eingesetzt werden. Das heißt, wie beschrieben werden wird, können die Bahnen des Werkzeugvektors eingesetzt werden.
Während die Bearbeitung durch das Werkzeug T vorgenommen wird, wird die Bahn der Werkzeugachse durch eine Fläche dargestellt. Wenn diese flache (flächenartige) Bahn der Werkzeugachse durch eine vorherbestimmte flache Ebene geschnitten wird, wird die Bahn der Werkzeugachse in der Schnittebene durch eine Linie dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine derartige lineare Werkzeugachsenbahn berechnet.
Der Anzeigeteil 22 stellt das Bild, das sich aus der Berechnung durch den Arithmetikteil 21 ergibt, dar. Die numerische Steuervorrichtung 16 und der Arithmetikteil 21 bestehen jeweils aus einer arithmetischen Operationsvorrichtung mit einer CPU (einer zentralen Verarbeitungseinheit), einem RAM (einem Direktzugriffsspeicher) und einem ROM (einem Nurlesespeicher) usw., die untereinander durch einen Bus verbunden sind. Es ist zu beachten, dass die numerische Steuereinheit 16 mit der Funktion des Arithmetikteils 21 versehen sein kann. Das heißt, es kann eine arithmetische Operationseinheit mit der Funktion der numerischen Steuervorrichtung 16 und des Arithmetikteils 21 bereitgestellt sein. Der Anzeigeteil 22 ist durch ein Anzeigefeld usw. gebildet.
4 ist ein Ablaufdiagramm zur Erklärung der Steuerung der Bahnanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf 3 und 4 weist der Arithmetikteil 21 einen Positionsinformationserlangungsteil 25, einen Werkzeugkoordinatenberechnungsteil 26 und einen Werkzeugvektorberechnungsteil 27 auf. Darüber hinaus weist der Arithmetikteil 21 einen Schnittpunktberechnungsteil 28 und einen Anzeigesteuerteil 29 auf.
Bei Schritt 81 erlangt der Positionsinformationserlangungsteil 25 mit jedem vorherbestimmten Zeitintervall im Lauf der Zeit eine Positionsinformation der Antriebsachse. Das heißt, der Positionsinformationserlangungsteil 25 erlangt die Positionsinformation der Antriebsachse über eine Zeitreihe. Der Positionsinformationserlangungsteil 25 der vorliegenden Ausführungsform erlangt Positionsbefehlswerte für jeden Steuerzeitraum, die durch den Befehlserzeugungsteil 17 erzeugt werden, als Zeitreihendaten. Darüber hinaus erlangt der Positionsinformationserlangungsteil 25 detektierte Werte jeder Antriebsachse, die durch die Positionsdetektoren 11 bis 15 detektiert werden, als Zeitreihedaten. Der Arithmetikteil 21 weist einen Speicherteil auf, und die erlangten Zeitreihedaten werden vorübergehend in dem Speicherteil gespeichert. Zuerst wird die Erzeugung eines Positionsbefehlswerts, der durch den Befehlserzeugungsteil 17 als Positionsinformation für die Antriebsachsen erzeugt wird, als Beispiel gegeben und erklärt werden.
Bei Schritt 82 berechnet der Werkzeugkoordinatenberechnungsteil 26 auf Basis des Positionsbefehlswerts und des Aufbaus der Werkzeugmaschine 1 den Koordinatenwert des Werkzeugspitzenpunkts 43. Der Aufbau der Werkzeugmaschine 1 beinhaltet eine Information hinsichtlich des Aufbaus der Antriebsachsen und der Art und der Abmessungen des Werkzeugs T. Der Aufbau der Werkzeugmaschine 1 wird vorab in den Arithmetikteil 21 eingegeben. Der Werkzeugkoordinatenberechnungsteil 26 berechnet den Koordinatenwert des Werkzeugspitzenpunkts 43 der Zeitreihe, indem er den Positionsbefehlswert der Zeitreihe in Übereinstimmung damit bringt.
In der Werkzeugmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Koordinatensystem mit einem beliebigen festen Punkt als Ursprung festgelegt. Das heißt, die Maschinenkoordinaten sind festgelegt. Die Achsenlinie der A-Achse und die Achsenlinie der B-Achse dienen als die Drehachsen der Werkzeugmaschine 1 die einander an einem Schnittpunkt M kreuzen. Der Koordinatenwert des Schnittpunkts M kann durch (x(t), y(t), z(t)) als Funktion der Zeit t ausgedrückt werden.
Die Bezugspositionen (Ursprünge) der A-Achse und der B-Achse sind jene, wenn das Werkzeug T senkrecht nach unten gerichtet ausgerichtet ist, das heißt, wenn die Werkzeugachse 45 des Werkzeugs T parallel zu der Z-Achse verläuft und der Werkzeugspitzenpunkt 43 in der negativen Richtung der Z-Achse ausgerichtet ist. An den Bezugspositionen betragen die Drehwinkel in Bezug auf die A-Achse und die B-Achse null.
Unter Verwendung des Abstands L von dem Schnittpunkt M zu dem Werkzeugspitzenpunkt 43 können die Koordinatenwerte (PosX(t), PosY(t), PosZ(t)) des Werkzeugspitzenpunkts 43 durch die folgenden Formeln (1) bis (3) ausgedrückt werden. $P o s X (t) = x (t) + L \times c o s (a (t)) \times s i n (b (t))$
$P o s Y (t) = y (t) + L \times s i n (a (t))$
$P o s Z (t) = z (t) - L \times c o s (a (t)) \times c o s (b (t))$

a(t): Position der A-Achse zu der Zeit t (Drehwinkel)
b(t): Position der B-Achse zu der Zeit t (Drehwinkel)
Als nächstes berechnet bei Schritt 83 der Werkzeugvektorberechnungsteil 27 auf Basis der Position des Werkzeugspitzenpunkts 43 den Werkzeugvektor. 2 veranschaulicht den Werkzeugvektor 46. Der Werkzeugvektor 46 der vorliegenden Ausführungsform weist den Anfangspunkt Ps, der durch den Werkzeugspitzenpunkt 43 definiert ist, und den Endpunkt Pe, der durch einen Punkt auf der Werkzeugachse 45, die sich von dem Werkzeugspitzenpunkt 43 in Richtung des Schnittpunkts M erstreckt, definiert ist, auf. Der Abstand zwischen dem Anfangspunkt Ps und dem Endpunkt Pe ist vorab auf eine Länge d festgelegt.
In diesem Fall kann der Werkzeugvektor 46 so festgelegt werden, dass er einem Bereich, in dem eine Bearbeitung durch die Seitenfläche 44 des Werkzeugs T vorgenommen werden kann, entspricht. Die Länge d des Werkzeugvektors 46 kann so festgelegt werden, dass sie einen Schaftteil, der das Werkzeug T hält, nicht enthält. Zum Beispiel kann die Länge d so festgelegt werden, dass sie eine Klingenlänge ist, bei der es sich um die Länge jenes Abschnitts handelt, der den Klingenabschnitt des Werkzeugs T bildet.
Die Richtung (die Haltung) der Werkzeugachse 45 des Werkzeugs T kann auf Basis der Position der A-Achse (Drehwinkel) und der Position der B-Achse (Drehwinkel) berechnet werden. Die Koordinatenwerte (PosX'(t), PosY'(t), PosZ'(t) des Endpunkts Pe des Werkzeugvektors können durch die folgenden Formeln (4) bis (6) ausgedrückt werden. $P o z X' (t) = x (t) + (L - d) \times c o s (a (t)) \times s i n (b (t))$
$P o s Y' (t) = y (t) + (L - d) \times s i n (a (t))$
$P o s Z' (t) = z (t) - (L - d) \times c o s (a (t)) \times c o s (b (t))$
Auf diese Weise können mehrere Werkzeugvektoren über eine Zeitreihe berechnet werden. Es ist zu beachten, dass der Anfangspunkt des Werkzeugvektors eine vorherbestimmte Position auf der Werkzeugachse 45 sein kann und der Endpunkt der Werkzeugspitzenpunkt sein kann. Das heißt, der Werkzeugvektor kann so gestaltet sein, dass er den Werkzeugspitzenpunkt mit einem Punkt verbindet, der sich entlang der Werkzeugachse in einer vorherbestimmten Entfernung von dem Werkzeugspitzenpunkt befindet.
5 ist ein schematisches Diagramm, das das Verfahren der Berechnung des Schnittpunkts des Werkzeugvektors und einer flachen Ebene erklärt. Unter Bezugnahme auf 2 bis 5 berechnet der Schnittpunktberechnungsteil 28 bei Schritt 84 den Koordinatenwert des Schnittpunkts 61 des Werkzeugvektors 46 und der vorherbestimmten flachen Ebene 51. Als flache Ebene 51 kann jede beliebige flache Ebene, die die Form des Werkstücks W1 nach der Bearbeitung schneidet, eingesetzt werden. Ferner kann die flache Ebene 51 jede beliebige flache Ebene sein, die die nachstehend erwähnte flächenartige Bahn S1 der Werkzeugachse schneidet. Die flache Ebene 51 kann vorab durch den Arbeiter bestimmt werden. Die flache Ebene 51 kann durch jeden beliebigen Bezugspunkt R auf der flachen Ebene und einen Normalvektor der flachen Ebene 51 bestimmt werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform definiert der Werkzeugspitzenpunkt 43 den Anfangspunkt Ps des Werkzeugvektors 46. Ein Punkt auf der Werkzeugachse 45 definiert den Endpunkt Pe des Werkzeugvektors 46. Der Werkzeugvektor 46 schneidet die flache Ebene 51 an dem Schnittpunkt 61. Die Koordinatenwerte des Schnittpunkts 61 des Werkzeugvektors 46 und der ersten Ebene 51 können unter Verwendung des Positionsvektors jedes Punkts auf Basis der folgenden Formel (7) berechnet werden.

\begin{array}{l} \vec{r} = {\vec{r}}_{0} + \frac{({\vec{r}}_{2} - {\vec{r}}_{0}) \vec{n}}{({\vec{r}}_{1} - {\vec{r}}_{2}) \vec{n} + ({\vec{r}}_{0} - {\vec{r}}_{2}) \vec{n}} ({\vec{r}}_{1} - {\vec{r}}_{0}) \\ = {\vec{r}}_{0} + \frac{({\vec{r}}_{2} - {\vec{r}}_{0}) \vec{n}}{({\vec{r}}_{1} - {\vec{r}}_{0}) \vec{n}} ({\vec{r}}_{1} - {\vec{r}}_{0}) \end{array}

$\vec{n} :$	Normalvektor einer Ebene
$\vec{r} :$	Positionsvektor des Schnittpunkts
${\vec{r}}_{0} :$	Posttionsvektor des Werkzeugvektoranfangspunkts
${\vec{r}}_{1} :$	Positionvektor des Werkzeugvektorendpunkts
${\vec{r}}_{2} :$	Positionsvektor des Bezugspunkts

Auf diese Weise können die Koordinatenwerte des Schnittpunkts 61 des Werkzeugvektors 46 und der flachen Ebene 51 berechnet werden. Ferner werden mehrere Schnittpunkte 61 der Werkzeugvektoren 46 und der flachen Ebene 51 über eine Zeitreihe berechnet. Die Koordinatenwerte der mehreren Schnittpunkte 61 über die Zeitreihe können berechnet werden.
6 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Schnittpunkte der Werkzeugvektoren und der flachen Ebene veranschaulicht. Gemäß der Bewegung der Werkzeugachse 45 wird eine flächenartige Bahn S1 der Werkzeugachse erzeugt. Die flächenartige Werkzeugachsenbahn S1 entspricht der Form des Werkstücks W1 nach der Bearbeitung. Bei dieser Ausführungsform entspricht die flächenartige Werkzeugachsenbahn S1 der Form des konischen Teils 42 des Werkstücks W1. Beispielweise weist die flächenartige Werkzeugachsenbahn S1 eine um die Länge, die dem Radius des Werkzeugs entspricht, größere Größe als die Größe des Werkstücks Q1 auf.
Die mehreren Schnittpunkte 61, die für jeden vorherbestimmten Steuerzeitraum berechnet wurden, entsprechen den Punkten, die die Bahn der Werkzeugachse darstellen, wenn die erste flache Ebene 51 das Werkstück schneidet. Eine Linie, die die mehreren Schnittpunkte 61 verbindet, entspricht einer Querschnittform der flächenartigen Werkzeugachsenbahn S1. Ferner entspricht die Linie, die die mehreren Schnittpunkte 61 verbindet, der Werkzeugachsenbahn in der erste Ebene 51. Das heißt, die lineare Werkzeugachsenbahn in der vorherbestimmten flachen Ebene entspricht der Querschnittform der flächenartigen Werkzeugachsenbahn. Da ferner bei der vorliegenden Ausführungsform die Schnittpunkte 61 unter Verwendung der Werkzeugvektoren 46 berechnet werden, stellt die Linie, die die mehreren Schnittpunkte 61 verbindet, auch die Bahn der Werkzeugvektoren 46 in der flachen Ebene 51 dar.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 erlangt als nächstes der Anzeigesteuerteil 29 bei Schritt 85 die Koordinatenwerte der Schnittpunkte 61 von dem Schnittpunktberechnungsteil 28. Der Anzeigesteuerteil 29 sendet dem Anzeigeteil 22 den Befehl, die Bahn der linearen Werkzeugachse, die durch Verbinden der Schnittpunkte 61 mit einer Linie erhalten wurde, darzustellen. Der Anzeigeteil 22 stellt die Bahn der Werkzeugachse in der ersten Ebene auf Basis eines Befehls von dem Anzeigesteuerteil 29 dar. Als Linie, die die Schnittpunkte 61 verbindet, kann jede beliebige Linie wie etwa eine gerade Linie oder eine gekrümmte Linie, die so angenähert ist, dass sie durch die Schnittpunkte 61 verläuft, usw. eingesetzt werden. Das dargestellte Bild stellt die lineare Werkzeugachsenbahn in der Schnittfläche dar, wenn eine beliebige flache Ebene das Werkstück oder die flächenartige Werkzeugachsenbahn schneidet.
7 zeigt das erste Bild der Werkzeugachsenbahn, das an dem Anzeigeteil angezeigt wird. Bei dem Bild der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bild der flächenartigen Werkzeugachsenbahn S1, die dem konischen Teil 42 des Werkstücks W1 entspricht, dargestellt. Das erste Bild ist als dreidimensionales Bild in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Es ist die lineare Werkzeugachsenbahn 72 in der flachen Ebene 52 dargestellt. Es ist zu beachten, dass die flache Ebene 52 eine flache Ebene ist, die senkrecht zu der Z-Achse verläuft.
Die flache Ebene, die die flächenartige Werkzeugachsenbahn S1 schneidet, kann von einem Arbeiter beliebig festgelegt werden. 7 veranschaulicht eine flache Ebene 53, die in Bezug auf die X- und die Y-Achse geneigt ist, wie auch die lineare Werkzeugachsenbahn 73 in der flachen Ebene 53. Auf diese Weise können durch Berechnen der Positionen der Schnittpunkte 61 der mehreren flachen Ebenen 52 und 53, die durch einen Arbeiter bestimmt wurden, mit dem Werkzeugvektor 46 mehrere Werkzeugachsenbahnen an dem Anzeigeteil 22 dargestellt werden.
Die Bahnanzeigevorrichtung 31 der vorliegenden Ausführungsform kann die Werkzeugachsenbahn in jeder beliebigen flachen Ebene an dem Anzeigeteil 22 darstellen. Insbesondere kann die Bahnanzeigevorrichtung 31 die Werkzeugachsenbahn in einer flachen Ebene, die in einem gewünschten Winkel geneigt ist, darstellen. Dadurch kann der Bewegungszustand des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück bewertet werden. Zum Beispiel ist es möglich, zu erfassen, ob in der Werkzeugachse eine Anomalie wie etwa Schwingungen oder ein Wackeln vorhanden ist. Ferner entspricht die Form des Werkstücks nach der Bearbeitung der Werkzeugachsenbahn. Daher kann durch die Vornahme einer Bewertung der Werkzeugachsenbahn eine Bewertung der Form des Werkstücks nach der Bearbeitung vorgenommen werden. Die Form des Werkstücks nach der Bearbeitung kann bewertet werden, ohne das bearbeitete Werkstück tatsächlich zu vermessen. Als Ergebnis kann im Fall einer schlechten Bearbeitungsgenauigkeit eine Einstellung der Werkzeugmaschine oder eine Korrektur des Bearbeitungsprogramms vorgenommen werden.
Insbesondere verändert sich bei der Vornahme einer Bearbeitung durch die Seitenfläche des Werkzeugs die Bearbeitungsgenauigkeit der bearbeiteten Oberfläche abhängig von der Werkzeughaltung. Dadurch kann der Einfluss auf die bearbeitete Oberfläche nur durch die Werkzeugspitzenpunktbahn nicht korrekt bewertet werden. Diesbezüglich kann bei der vorliegenden Ausführungsform durch die Vornahme einer Bewertung der Werkzeugachsenbahn eine Bewertung der Bearbeitungsgenauigkeit für den Abschnitt, der durch die Seitenfläche des Werkzeugs bearbeitet wird, vorgenommen werden.
8 zeigt das zweite Bild, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird. Bei dem zweiten Bild schneiden mehrere flache Ebenen 52, 54 und 55 eine flächenartige Werkzeugachsenbahn S1. Die flachen Ebenen 52, 54 und 55 sind zueinander parallel. In jeder der flachen Ebenen 52, 54 und 55 wird eine Querschnittform der flächenartigen Werkzeugachsenbahn S1, das heißt, eine lineare Werkzeugachsenbahn 72, 74 und 75 dargestellt.
9 zeigt das dritte Bild, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird. Das dritte Bild ist ein aus einer vorherbestimmten Richtung gesehenes Bild der linearen Werkzeugachsenbahnen 72, 74 und 75, die in 8 veranschaulicht sind. Das heißt, es ist ein Bild, in dem die mehreren Werkzeugachsenbahnen 72, 74 und 75 auf eine flache Ebene projiziert sind. Dieses Beispiel veranschaulicht die mehreren Werkzeugachsenbahnen in Richtung der negativen Seite der Z-Achse gesehen. Ferner sind übereinander gelegte Bilder der mehreren Werkzeugachsenbahnen dargestellt. Die Richtung der Anzeige kann durch den Arbeiter festgelegt werden. Der Anzeigesteuerteil 29 sendet Befehle, um die übereinander gelegten mehreren Werkzeugachsenbahnen aus einer vorherbestimmten Richtung gesehen darzustellen, an den Anzeigeteil 22. Der Anzeigeteil 22 stellt das Bild gemäß dem Anzeigebefehl dar.
Auf diese Weise kann die Bahnanzeigevorrichtung 31 die linearen Werkzeugachsenbahnen in mehreren zueinander parallelen flachen Ebenen in einem zweidimensionalen Diagramm darstellen. Durch das Einsetzen einer derartigen Ausführung können mehrere Werkzeugachsenbahnen auf ein Mal bewertet werden. Ferner kann ein Vergleich zwischen den mehreren Werkzeugachsenbahnen vorgenommen werden. Zum Beispiel kann bei dem Beispiel des dritten Bilds, das in 9 veranschaulicht ist, die runde Form der Werkzeugachsenbahnen 72, 74 und 75 in der Höhenrichtung des Werkstücks 1 im Hinblick auf Abweichungen oder Verzerrungen bewertet werden.
Es ist zu beachten, dass es Fälle gibt, in denen eine erste Ebene, die durch den Arbeiter bestimmt wird, nicht parallel zu irgendeiner der flachen Ebene XY, der flachen Ebene YZ und der flachen Ebene ZX verläuft. In solchen Fällen kann die Schnittebene durch Drehen der Schnittpunkte 61 oder der linearen Werkzeugachsenbahnen in dem dreidimensionalen Diagramm zu einer der flachen Ebene XY, der flachen Ebene YZ und der flachen Ebene ZX parallel gemacht werden. Durch diese Ausführung können die Werkzeugachsenbahnen, die in einem zweidimensionalen Diagramm übereinander gelegt sind, selbst für eine geneigte Schnittebene dargestellt werden.
Unter Bezugnahme auf 3 berechnet die Bahnanzeigevorrichtung 31 bei der oben erwähnten Ausführungsform die Werkzeugachsenbahn unter Verwendung des Positionsbefehlswerts, der durch den Befehlserzeugungsteil 17 erzeugt wurde, als Positionsinformation der Antriebsachsen der Werkzeugmaschine 1. Die Bahnanzeigevorrichtung 31 kann die Werkzeugachsenbahn unter Verwendung der tatsächlichen Position der Antriebsachsen als Positionsinformation der Antriebsachsen darstellen. Als Positionsinformation der Antriebsachsen können die Detektionswerte für die Antriebsachsen, die durch die jeweiligen Positionsdetektoren 11 bis 15 detektiert werden, verwendet werden. Die Bahnanzeigevorrichtung 31 kann die Werkzeugachsenbahn auf Basis der Detektionswerte der Positionsdetektoren 11 bis 15 in jeder beliebigen flachen Ebene auf die gleiche Weise wie bei dem vorher beschriebenen Verfahren darstellen. Ferner kann die Bahnanzeigevorrichtung 31 die Werkzeugachsenbahn darstellen, wenn eine beliebige flache Ebene die flächenartige Werkzeugachsenbahn schneidet. Die Werkzeugachsenbahn, die zu dieser Zeit dargestellt wird, entspricht einer Querschnittform des Werkstücks nach der Bearbeitung.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Werkstücks und eines Werkzeugs bei einem anderen Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform. Das Werkstück W2 wird in einer zylindrischen Form ausgeführt. Um die Oberfläche des Werkstücks W2 in der Umfangsrichtung zu bilden, wird eine Schneidetätigkeit durch die Seitenfläche 44 des Werkzeugs T vorgenommen. Das Werkzeug T wird wie durch den Pfeil 96 veranschaulicht bewegt. Wenn ein zylindrisches Werkstück W2 gebildet wird, wird bevorzugt, dass der Durchmesser des Werkstücks W2 in der Achsenrichtung über das gesamte Werkstück W2 hinweg konstant ist. Die Bahnanzeigevorrichtung 31 der vorliegenden Ausführungsform ist in der Lage, eine ungleichmäßige Bearbeitung in der radialen Richtung zu bewerten.
11 zeigt das vierte Bild, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird, wenn ein Werkstück bearbeitet wird. Bei diesem Beispiel werden die linearen Werkzeugachsenbahnen 76 und 77 in flachen Ebenen 56 und 57, die senkrecht zu der Z-Achse verlaufen, dargestellt. Die flachen Ebenen 56 und 57 verlaufen senkrecht zu der Achsenlinie des Werkstücks W2. Die Werkzeugachsenbahnen 76 und 77 werden unter Verwendung der detektierten Werte der Antriebsachsen, die durch die jeweiligen Positionsdetektoren 11 bis 15 detektiert wurden, berechnet.
12 veranschaulicht das fünfte Bild, das an dem Anzeigeteil dargestellt wird. Das fünfte Bild ist ein aus der Richtung der Z-Achse für das Werkstück W2 gesehenes Bild der beiden Werkzeugachsenbahnen 76 und 77. Das heißt, das fünfte Bild entspricht einem Bild, das erhalten wird, wenn die beiden Werkzeugachsenbahnen 76 und 77 in der flachen Ebene XY projiziert werden. In 12 ist zusätzlich zu den tatsächlichen Werkzeugachsenbahnen 76, 77 die Werkzeugachsenbahn 78, die auf Basis des Positionsbefehlswerts erzeugt wurde, durch eine durchgehende Linie dargestellt. Die Werkzeugachsenbahn 78 ist in der Höhenrichtung des Werkstücks W2 konstant. Ferner ist in dem fünften Bilde eine Skale 79 dargestellt, die die Länge, welche den tatsächlichen Abmessungen entspricht, darstellt.
Gemäß dem fünften Bild ist die Werkzeugachsenbahn 76 des unteren Abschnitts des Werkstücks W2 etwas kleiner als die Werkzeugachsenbahn 78 auf Basis des Positionsbefehlswerts. Ferner ist die Werkzeugachsenbahn 77 des oberen Abschnitts des Werkstücks W2 kleiner als die Werkzeugachsenbahn 76 des unteren Abschnitts des Werkstücks W2. Die Größe des Fehlers der Werkzeugachsenbahnen kann durch die Skale 79 geschätzt werden. Bei dem Werkstück W2 kann ein Fehler in der radialen Richtung der Werkzeugachsenbahn an jeder beliebigen Position in der Höhenrichtung bewertet werden.
Ferner stellt der Anzeigeteil 22 die übereinander gelegten Bilder einer Werkzeugachsenbahn, die auf Basis des Positionsbefehlswerts erzeugt wurde, und einer Werkzeugachsenbahn, die auf Basis der detektierten Werte der Positionsdetektoren erzeugt wurde, dar. Durch Darstellen der beiden überlappenden Werkzeugachsenbahnen bei einem Schnitt durch die gleiche flache Ebene kann eine Bewertung der Abweichung der tatsächlichen Position der Antriebsachse von dem Positionsbefehlswert vorgenommen werden. Ferner kann auf Basis der Abweichung der berechneten Werkzeugachsenbahn eine Feineinstellung der Werkzeugmaschine oder eine Korrektur des Betriebsprogramms vorgenommen werden. Auf diese Weise kann die Antriebsachsenpositionsinformation zumindest eines aus den Positionsbefehlswerten der Antriebsachsen, die durch die numerische Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine erzeugt werden, und den Detektionswerten der tatsächlichen Positionen der Antriebsachsen, die durch die Positionsdetektoren detektiert werden, verwenden.
Die Signale, die von den Positionsdetektoren 11 bis 15 ausgegeben werden, können als die detektierten Werte der Positionsdetektoren eingesetzt werden. Zum Beispiel gibt es Fälle, in denen der Befehlserzeugungsteil 17 der numerischen Steuervorrichtung 16 mit einer Positionsrückmeldeschaltung versehen ist, die die Positionsinformation, die durch die Positionsdetektoren 11 bis 15 detektiert wird, verwendet. In solchen Fällen können Positionsrückmeldesignale als die detektierten Werte der Positionsdetektoren erlangt werden. Ferner sind die Positionsdetektoren nicht auf Codierer, die an den Motoren der Antriebsachsen angebracht sind, beschränkt, und kann jeder beliebige Detektor, der die tatsächlichen Positionen der Antriebsachsen detektieren kann, eingesetzt werden. Zum Beispiel können die Positionsdetektoren Linearskalen sein, die an den Linearbewegungsachsen angebracht sind, usw.
13 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Werkzeugs und einer flachen Ebene, die das Werkstück schneidet. Die Bahnanzeigevorrichtung 31 der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Schnittpunkte der Werkzeugvektoren, die mit jedem vorherbestimmten Steuerzeitraum festgelegt werden, und der flachen Ebene. Die Werkzeugvektoren können auf Basis des Werkzeugspitzenpunkts während der Bearbeitung des Werkstücks berechnet werden. Es gibt jedoch Fälle während der Bearbeitung des Werkstücks, in denen der Werkzeugvektor die flache Ebene, die durch den Arbeiter bestimmt wurde, nicht schneidet. Wenn eine Berechnung auf Basis der oben angeführten Formel (7) vorgenommen wird und keine Lösung erhalten werden kann, kann beurteilt werden, dass der Werkzeugvektor die flache Ebene nicht schneidet. Doch wenn Berechnungen in Bezug auf alle Werkzeugvektorpositionen vorgenommen werden, wird die Berechnungszeit lang sein.
Der Arithmetikteil 21 beurteilt, ob der Werkzeugvektor 46 die vorherbestimmte flache Ebene 51 schneidet. Ferner kann der Arithmetikteil 21 eine Steuerung vornehmen, um den Schnittpunkt während des Schnitts durch die flache Ebene 51 zu berechnen. Wenn der Werkzeugvektor 46 die flache Ebene 51 nicht schneidet, kann der Arithmetikteil 21 des Rechners eine Steuerung vornehmen, um die Berechnung des Schnittpunkts 61 zu untersagen.
Bei dem Beispiel, das in 13 veranschaulicht ist, schneidet das Werkzeug T die flache Ebene 51, nachdem es sich während der Bearbeitung des Werkstücks wie durch den Pfeil 97 gezeigt der flachen Ebene 51 allmählich genähert hat. Da das Werkzeug T, das an der ersten Position 65 angeordnet ist, nicht mit der flachen Ebene 51 in Kontakt steht, schneidet der Werkzugvektor die flache Ebene 51 nicht. Der Werkzeugvektor schneidet die flache Ebene 51 an der zweiten Position 66 und an der dritten Position 57.
Bei diesem Beispiel verläuft die flache Ebene 51 senkrecht zu der Z-Achse. Vor der Berechnung des Schnittpunkts des Werkzeugvektors mit der flachen Ebene 51 wird beurteilt, ob der Koordinatenwert der Z-Achse des Werkzeugspitzenpunkts 43 größer als der Koordinatenwert der Z-Achse der ersten Ebene 51 ist oder nicht. Wenn der Koordinatenwert der Z-Achse des Werkzeugspitzenpunkts 43 größer als der Koordinatenwert der Z-Achse der flachen Ebene 51 ist, kann eine Steuerung vorgenommen werden, um die Berechnung des Schnittpunkts 61 zu untersagen.
Auf diese Weise kann ein Zustand bestehen, in dem der Werkzeugvektor und die flache Ebene einander nicht schneiden. Und wenn der Werkzeugvektor und die flache Ebene einander nicht schneiden, kann die Berechnung des Schnittpunkts des Werkzeugvektors mit der flachen Ebene untersagt werden. Durch diese Ausführung kann die Berechnungszeit verkürzt werden.
Die Linie, die erhalten wird, wenn die lineare Werkzeugachsenbahn, die bei der vorliegenden Ausführungsform berechnet wurde, um eine Länge, die dem Werkzeugdurchmesser entspricht, zum Inneren des Werkstücks bewegt wird, entspricht der Querschnittform des Werkstücks. Daher kann die Bahnanzeigevorrichtung so ausgebildet sein, dass sie auf Basis der erzeugten Werkzeugachsenbahn die Querschnittform des Werkstücks berechnet und die Querschnittform des Werkstücks darstellt.
Das Werkzeug bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein flacher Schaftfräser, doch besteht keine Beschränkung darauf und kann jedes beliebige Werkzeug verwendet werden, dessen Seitenfläche ein Werkstück bearbeiten kann.
Nach der vorliegenden Erfindung kann eine Bahnanzeigevorrichtung, die eine Werkzeugachsenbahn in einer vorherbestimmten flachen Ebene darstellt, bereitgestellt werden.
Bei den verschiedenen Steuerungen, die oben angeführt wurden, kann die Reihenfolge der Schritte passend verändert werden, sofern die Funktionen und die Betriebsweise unverändert bleiben. Die obigen Ausführungsformen können passend kombiniert werden. In jeder der obigen Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu beachten, dass die obigen Ausführungsformen Erläuterungen sind und die Erfindung nicht beschränken. Ferner weisen die vorliegenden Ausführungsformen die Abwandlungen der Ausführungsformen, die in den Ansprüchen angegeben sind, auf.

Claims

Bahnanzeigevorrichtung (31) zur Darstellung einer Bahn einer Werkzeugachse (45), umfassend: einen Positionsinformationserlangungsteil (25), der eine Positionsinformation einer Antriebsachse einer Werkzeugmaschine (1) über eine Zeitreihe erlangt; einen Werkzeugkoordinatenberechnungsteil (26), der auf Basis der Positionsinformation und einer Information hinsichtlich des Aufbaus der Werkzeugmaschine einen Koordinatenwert eines Werkzeugspitzenpunkts (43) berechnet; einen Werkzeugvektorberechnungsteil (27), der einen Werkzeugvektor (46), welcher einen Werkzeugspitzenpunkt und einen Punkt, der entlang der Werkzeugachse um eine vorherbestimmte Länge (d) von dem Werkzeugspitzenpunkt entfernt ist, festlegt; einen Schnittpunktberechnungsteil (28), der die Koordinatenwerte von Schnittpunkten (61) des Werkzeugvektors mit einer vorherbestimmten flachen Ebene (51 bis 57) berechnet, wobei die vorherbestimmte flache Ebene (51 bis 57) ein Werkstück (W1) schneidet, das mit der Werkzeugmaschine (1) bearbeitet werden soll; und einen Anzeigeteil (22), der eine Bahn (72 bis 78) der Werkzeugachse in der flachen Ebene, die durch Verbinden der Schnittpunkte durch eine Linie erhalten wurde, darstellt, wobei die Bahn (72 bis 78) einer Querschnittform des von der Werkzeugmaschine (1) zu bearbeitenden Werkstücks (W1) entspricht.
Bahnanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schnittpunktberechnungsteil die Koordinatenwerte der Schnittpunkte von mehreren vorherbestimmten flachen Ebenen (52, 54, 55, 56 und 57) und des Werkzeugvektors berechnet; und der Anzeigeteil mehrere Werkzeugachsenbahnen (72, 74, 75, 76 und 77) darstellt.
Bahnanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Anzeigeteil die Werkzeugachsenbahn (72 bis 78) aus einer vorherbestimmten Richtung gesehen darstellt.
Bahnanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Anzeigeteil ein überlappendes Bild der mehreren Werkzeugachsenbahnen (72, 74 und 75) aus einer vorherbestimmten Richtung gesehen darstellt.
Bahnanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Positionsinformation zumindest eines aus einem Positionsbefehlswert der Antriebsachse, der durch eine numerische Steuervorrichtung (16) der Werkzeugmaschine erzeugt wird, und einem Detektionswert, der durch einen Positionsdetektor (11 bis 15) detektiert wird, welcher eine tatsächliche Position der Antriebsachse detektiert, enthält.
Bahnanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Anzeigeteil ein Bild darstellt, in dem die Werkzeugachsenbahn (78), die auf Basis des Positionsbefehlswerts erzeugt wurde, über die Werkzeugachsenbahn (76 und 77), die auf Basis des Detektionswerts des Positionsdetektors erzeugt wurde, gelegt ist.